通信技術(shù)在城市軌道中的應(yīng)用

劉藜

摘 要：隨著城市人口的急劇增加，城市交通交通運輸壓力也逐漸凸顯。越來越多的城市選擇軌道交通成為支撐人們出行的首選。而軌道交通由于它自身運輸量大、速度快等特性，形成龐大而完整的系統(tǒng)。在軌道交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵即通信技術(shù)的應(yīng)用，本文針對城市軌道交通通信技術(shù)發(fā)展難度大、速度慢的現(xiàn)狀，進(jìn)行詳細(xì)探討。給出了城市軌道交通通信系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，詳細(xì)設(shè)計了該系統(tǒng)的傳輸框架和通信接口。

關(guān)鍵詞：通信技術(shù)；SDH；MIMO

隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定向前發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程加快，致使我國城市化速度不斷加速，城市規(guī)模急劇擴張，人口飛速增加。居民出行頻繁導(dǎo)致客運需求急劇增長。發(fā)展城市軌道交通不僅能有效改善城市的交通環(huán)境，而且還有助于城市建設(shè)和經(jīng)濟的發(fā)展。為了保證建成后的軌道交通能安全、高效的運營，就必須建立可靠的、易擴充的、獨立的通信網(wǎng)，傳輸和處理軌道交通運營所需的各種信息。本論文重點結(jié)合最新通信技術(shù)的發(fā)展，詳細(xì)分析研究通信技術(shù)在城市軌道交通發(fā)展中的技術(shù)應(yīng)用，以期從中能夠找到有效可靠的城市軌道交通中的通信技術(shù)應(yīng)用方式，并以此和廣大同行分享。

一、城市軌道交通通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

1.通信系統(tǒng)傳輸框架設(shè)計

傳輸系統(tǒng)組成2SG的MSTP保護(hù)環(huán)路，將ZM業(yè)務(wù)與10M/100M業(yè)務(wù)的總線型或點對點的傳輸通道提供給各個車站與控制中心之間及各個車站之間。通過這幾種傳輸通道洛個子系統(tǒng)可以連接車站設(shè)備和中心設(shè)備將整個系統(tǒng)的功能進(jìn)行充分發(fā)揮。利用遠(yuǎn)端模塊與控制中心的中心交換機進(jìn)行連接并進(jìn)行交換使公務(wù)電話系統(tǒng)中的每個車站的模擬及數(shù)字電話互通功能進(jìn)行有效實現(xiàn)在連接中心交換與市話后，就可以對公務(wù)電話外線業(yè)務(wù)加以實現(xiàn)。專用電話系統(tǒng)的應(yīng)用目的就是由中心的各個調(diào)度臺向各站直接發(fā)出調(diào)度指令來實現(xiàn)控制中心和車站的語音調(diào)度通信功能。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以將二級控制網(wǎng)絡(luò)在車站控制中心得以實現(xiàn)在對車站的某一路監(jiān)控圖像發(fā)起調(diào)用時河以通過車站或控制中心公安控制中心的控制鍵盤來進(jìn)行操作并將其向控制中心及車控室里的顯示屏進(jìn)行有效傳遞。為對中心及車站實行二級控制可以采用廣播系統(tǒng)河以從廣播控制臺進(jìn)行緊急廣播的發(fā)送，與此同時，為對車輛的運行信息進(jìn)行充分掌握廣播系統(tǒng)還可以依據(jù)中心接收到的ATS指令對其列車行駛情況進(jìn)行剖析，自動播放列車到站或離站的信息。

2.設(shè)計通信接口

通信傳輸系統(tǒng)作為軌道交通中必不可少的組成部分，信息傳輸系統(tǒng)需要滿足能夠充分掌握通信發(fā)展方向和為軌道交通安全性能保駕護(hù)航的兩大要求?；谲壍澜煌ㄖ械耐ㄐ艠I(yè)務(wù)極為復(fù)雜多樣，通信接口作為通信傳輸系統(tǒng)中連接工具就顯得尤為重要。如何設(shè)計通信接口，將直接影響到通信傳輸系統(tǒng)的運行、軌道交通的安全等等方面。因此，為保證城市軌道交通良好運行的要求，要求隨時對通信技術(shù)進(jìn)行更新處理。通訊傳輸系統(tǒng)最好的選擇是目前較為成熟的IPoverSDH，SDH傳輸系統(tǒng)具備諸多優(yōu)點，比如穩(wěn)定可靠、通訊靈活、適用性強，不過SDH對多點與單點之間傳送信息效果方面還是差強人意。為了彌補傳送效果差的問題，技術(shù)人員可以采用PI技術(shù)，利用PI技術(shù)的優(yōu)點對此缺陷進(jìn)行有效的彌補，綜合兩種技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)互補，因為可以利用其它技術(shù)進(jìn)行缺陷彌補，且技術(shù)本身又有著諸多優(yōu)點，IPoverSDH技術(shù)已經(jīng)逐漸成為城市軌道交通中通訊系統(tǒng)的首選技術(shù)方案。具體來說，SDH傳輸技術(shù)中的SDH傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)構(gòu)成單位是一個一個的網(wǎng)絡(luò)單元，通過光纖、衛(wèi)星信號或者微波進(jìn)行信息的同步接受和傳輸，網(wǎng)絡(luò)單元的基礎(chǔ)功能就是能夠接受、傳輸、交換信息，通過各網(wǎng)絡(luò)單元形成傳輸網(wǎng)，達(dá)到傳送信息的目的，是一種可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理的信息傳輸網(wǎng)。SDH通訊技術(shù)以很好的完成科學(xué)管理城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的要求，除此之外還能夠完成動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作、業(yè)務(wù)工作的實時監(jiān)控等功能，有效提高網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用率，最大化地滿足城市軌道交通中隊通訊傳輸?shù)囊?。由此可見，只有真正提供城市軌道交通中的通訊水平，利用先進(jìn)性的通訊技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)，才能夠加倍做好通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，更好的服務(wù)于城市軌道交通運行，更好的服務(wù)城市市民的生產(chǎn)生活。在SDH技術(shù)的實踐應(yīng)用過程中，利用此種技術(shù)可以滿足多種業(yè)務(wù)信息同時傳輸?shù)囊螅脗鬏斁W(wǎng)、傳輸通道將各個車站、停車場的信息向其他站點或者控制中心傳輸，或者將控制中心的信息傳輸至各個車站、停車場，實現(xiàn)信息的及時傳送和轉(zhuǎn)接。

二、城市軌道交通下一代無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

下一代城市軌道交通無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的實現(xiàn)，依賴于下列關(guān)鍵技術(shù)：大容量快速寬帶技術(shù)、數(shù)字語音集群通信技術(shù)、信道切換優(yōu)化技術(shù)、集散式基站及載波復(fù)用聚合技術(shù)等。這些技術(shù)有著各自的特點和要求，而這些技術(shù)最終融合于正交頻分多址技術(shù)。正交頻分多址技術(shù)有時又稱為分離復(fù)頻變調(diào)技術(shù)具備高速率資料傳輸?shù)哪芰Γ由夏苡行诡l率選擇性衰減通道，每個用戶可以使用各自的載波，通過不同頻率正交方式來區(qū)別每個不同用戶。其基本思路是把一高速資料串行分割成數(shù)個低速資料串行，并將這數(shù)個低速串行同時調(diào)制在數(shù)個彼此相互正交載波上傳送。

三、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)

多輸入多輸出技術(shù)（MIMO）是一種新型的移動通信關(guān)鍵技術(shù)。這種技術(shù)可在不提升網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)的情況下成倍的提高通信系統(tǒng)的帶寬容量和頻譜利用率。MIMO技術(shù)包括空間復(fù)用、空分多址、預(yù)編碼以及開環(huán)發(fā)射分集。MIMO技術(shù)將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進(jìn)行優(yōu)化，比較接近最優(yōu)的空域時域聯(lián)合的分集和干擾對消處理。MIMO技術(shù)目前最基本的配置是采用下行雙發(fā)雙收的2×2天線配置和上行單發(fā)雙收的1×2天線配置，高端配置則是下行鏈路MIMO和天線分集支持四發(fā)四收的4×4天線配置或者四發(fā)雙收的4×2天線配置。當(dāng)前MIMO技術(shù)已經(jīng)廣泛的用在LTE等寬帶技術(shù)中，日趨成熟，在未來城市軌道交通的通信中也會起著巨大的作用。

四、結(jié)語

本文主要研究了城市軌道交通通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的相關(guān)問題，通過結(jié)合城市軌道交通通信工程的特點，對城市軌道交通通信系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)，詳細(xì)探討了城市軌道交通通信系統(tǒng)的應(yīng)用，對于進(jìn)一步提高通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用水平，以及提高我國城鐵運輸通信系統(tǒng)的規(guī)范化管理，都具有較好的實用價值和指導(dǎo)意義。